一種車載平臺調(diào)平控制系統(tǒng)及方法
【專利摘要】一種車載平臺調(diào)平控制系統(tǒng)及方法，包括調(diào)平控制器M、車載平臺T、第一支腿驅(qū)動機構(gòu)A1、第二支腿驅(qū)動機構(gòu)A2、第三支腿驅(qū)動機構(gòu)A3、第四支腿驅(qū)動機構(gòu)A4、第一調(diào)平支腿B1、第二調(diào)平支腿B2、第三調(diào)平支腿B3、第四調(diào)平支腿B4、第一支腿壓力傳感器C1、第二支腿壓力傳感器C2、第三支腿壓力傳感器C3、第四支腿壓力傳感器C4、第一支腿移位傳感器C1、第二支腿移位傳感器C2、第三支腿移位傳感器C3、第四支腿移位傳感器C4、雙軸水平傳感器。本發(fā)明提出了一種基于四支腿車載平臺T的快速調(diào)平控制系統(tǒng)，此策略無需實時監(jiān)測水平傳感器數(shù)據(jù)，避免水平儀數(shù)據(jù)跳動對調(diào)平流程帶來不利影響，同時可解決水平傳感器X軸和Y軸的耦合問題。
【專利說明】一種車載平臺調(diào)平控制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電氣控制系統(tǒng)及方法，特別是涉及一種關(guān)于平臺的調(diào)平控制系統(tǒng)及方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]許多軍用與民用的車載設(shè)備都需要一個高精準的水平平臺，例如發(fā)射裝置、車載雷達、車載微波探測裝置等，當這些車載設(shè)備到達指定地點后，就必需對平臺的水平度進行調(diào)節(jié)，為正式工作做好準備，平臺的調(diào)平過程是使平臺所在的平面逐漸與水平面重合的過程。
[0003]以往調(diào)平控制系統(tǒng)中，通常采用實時監(jiān)測水平傳感器數(shù)據(jù)來調(diào)節(jié)支腿伸出長度，進而調(diào)節(jié)車載平臺水平度的方法。此種方法原理簡單，但是帶來的問題是，調(diào)平流程中由動作起、停、加減速所造成的水平傳感器數(shù)據(jù)跳動易對控制形成干擾，易產(chǎn)生超調(diào)，造成振蕩，延長調(diào)平時間。另外由于車載平臺T與其四條支腿在結(jié)構(gòu)上屬于一種空間的并聯(lián)機構(gòu)，每個支腿的動作都會同時影響水平傳感器的X軸和Y軸，這種耦合對調(diào)平控制帶來困難。
[0004]因此需要一種調(diào)平干擾小、可靠性高，調(diào)平效率高且能克服水平X軸和Y軸耦合性的新型調(diào)平系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種車載平臺調(diào)平控制系統(tǒng)及方法，用于解決上述技術(shù)問題。
[0006]本發(fā)明的另一個目的是提供一種利用上述控制系統(tǒng)進行調(diào)平的方法，用于解決車載平臺調(diào)平困難的技術(shù)問題。
[0007]—種車載平臺調(diào)平控制系統(tǒng)及方法，包括其特征在于，包括調(diào)平控制器、車載平臺、第一支腿驅(qū)動機構(gòu)、第二支腿驅(qū)動機構(gòu)、第三支腿驅(qū)動機構(gòu)、第四支腿驅(qū)動機構(gòu)、第一調(diào)平支腿、第二調(diào)平支腿、第三調(diào)平支腿、第四調(diào)平支腿、第一支腿壓力傳感器、第二支腿壓力傳感器、第三支腿壓力傳感器、第四支腿壓力傳感器、第一支腿移位傳感器、第二支腿移位傳感器、第三支腿移位傳感器、第四支腿移位傳感器、雙軸水平傳感器；
[0008]第一、第二、第三、第四調(diào)平支腿上分別依次安裝有第一、第二、第三、第四支腿壓力傳感器和第一、第二、第三、第四支腿移位傳感器，第一、第二、第三、第四支腿移位傳感器與調(diào)平控制器M的信號輸入端電連接，第一、第二、第三、第四支腿驅(qū)動機構(gòu)與調(diào)平控制器M的控制信號輸出端連接，第一、第二、第三、第四支腿驅(qū)動機構(gòu)分別依次與第一、第二、第三腿、第四調(diào)平支腿連接；
[0009]第一、第二、第三、第四調(diào)平支腿用于支撐車載平臺T，第一、第二、第三、第四支腿壓力傳感器用于采集四個調(diào)平支腿的撐地壓力，第一、第二、第三、第四支腿移位傳感器用于采集第一、第二、第三、第四調(diào)平支腿的移位數(shù)據(jù)并反饋給調(diào)平控制器M，調(diào)平控制器M用于接收第一、第二、第三、第四支腿壓力傳感器和第一、第二、第三、第四支腿移位傳感器采集來的移位數(shù)據(jù)并根據(jù)結(jié)果分析移位數(shù)據(jù)，第一、第二、第三、第四支腿驅(qū)動機構(gòu)分別用于驅(qū)動第一、第二、第三腿、第四調(diào)平支腿，第一、第二、第三、第四支腿壓力傳感器用于采集四個支腿的壓力值。
[0010]利用本發(fā)明車載平臺調(diào)平控制系統(tǒng)進行調(diào)平控制的方法，包括以下步驟:
[0011]S1、開始，系統(tǒng)初始化；
[0012]S2、快速伸出四個支腿；
[0013]S3、調(diào)平控制器M實時采集四個壓力傳感器的采集數(shù)據(jù)，并判斷是否檢測到壓力信號，如果沒有檢測到四個壓力傳感器的信號則返回步驟S2，如果檢測到四個壓力傳感器的信號則進入步驟S4 ；
[0014]S4、停止動作3秒鐘，時間到3秒鐘后進行步驟S5，如果不到繼續(xù)等待；
[0015]S5、調(diào)平控制器M根據(jù)預(yù)定規(guī)則計算四個支腿的預(yù)伸長度；
[0016]S6、調(diào)平控制器M根據(jù)預(yù)伸長度計算四個支腿各自的預(yù)伸速度；
[0017]S7、根據(jù)預(yù)伸速度發(fā)射四個支腿；
[0018]S8、判斷四個支腿是否已經(jīng)伸到位，如果沒有伸到位則返回步驟S7，如果已經(jīng)伸到位則進入步驟S9 ；
[0019]S9、停止動作3秒鐘，時間到3秒鐘后進行步驟S10，如果不到繼續(xù)等待；
[0020]S10、判斷調(diào)平后的精確度是否已經(jīng)在要求的精度范圍內(nèi)，如果已經(jīng)達到要求的調(diào)平精度則直接結(jié)束調(diào)平控制；如果沒有達到精度要求，則將調(diào)平次數(shù)加I;
[0021]S11、判斷調(diào)平次數(shù)是否大于3，如果調(diào)平次數(shù)大于3則直接結(jié)束調(diào)平控制；如果調(diào)平次數(shù)不大于3，則返回步驟S5。
[0022]利用本發(fā)明車載平臺調(diào)平控制系統(tǒng)進行調(diào)平控制的方法，包括以下步驟:
[0023]SS1、控制四個支腿同時快速伸出；
[0024]SS2、通過每個支腿壓力傳感器采集的支腿壓力信號判斷支腿是否已經(jīng)觸地，如果經(jīng)判斷支腿沒有觸地則返回步驟SSl ;如果確認支腿已經(jīng)觸地則進入步驟SS3 ；
[0025]SS3、車載平臺預(yù)支撐完成且雙軸水平傳感器(S)數(shù)據(jù)平穩(wěn)后，按照“支腿預(yù)伸長度計算算法”分別計算出使車載平臺達到水平狀態(tài)的四個支腿的預(yù)伸長度；
[0026]SS4、按照SS3中計算出的預(yù)伸長度，伸出四個支腿；
[0027]SS5、四個支腿達到目標長度后，動作停止，待水平儀數(shù)據(jù)平穩(wěn)后，判斷水平度是否滿足要求，若不滿足返回步驟SS3，如果水平度是否滿足要求則結(jié)束調(diào)平控制。
[0028]本專利提出了一種基于四支腿車載平臺的快速調(diào)平控制策略，此策略無需實時監(jiān)測水平傳感器數(shù)據(jù)，避免水平儀數(shù)據(jù)跳動對調(diào)平流程帶來不利影響，同時可解決水平傳感器X軸和Y軸的耦合問題。
[0029]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的車載平臺調(diào)平控制系統(tǒng)作進一步說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明車載平臺調(diào)平控制系統(tǒng)的原理圖；
[0031]圖2為本發(fā)明車載平臺調(diào)平控制系統(tǒng)的調(diào)平控制流程圖；
[0032]圖3為本發(fā)明車載平臺調(diào)平控制系統(tǒng)的車載平臺T坐標示意圖。
【具體實施方式】
[0033]如圖1所示，本發(fā)明車載平臺調(diào)平控制系統(tǒng)包括調(diào)平控制器M、車載平臺T、第一支腿驅(qū)動機構(gòu)Al、第二支腿驅(qū)動機構(gòu)A2、第三支腿驅(qū)動機構(gòu)A3、第四支腿驅(qū)動機構(gòu)A4、第一調(diào)平支腿B1、第二調(diào)平支腿B2、第三調(diào)平支腿B3、第四調(diào)平支腿B4、第一支腿壓力傳感器Cl、第二支腿壓力傳感器C2、第三支腿壓力傳感器C3、第四支腿壓力傳感器C4、第一支腿移位傳感器Cl、第二支腿移位傳感器C2、第三支腿移位傳感器C3、第四支腿移位傳感器C4、雙軸水平傳感器S ；
[0034]第一調(diào)平支腿BI上安裝有第一支腿壓力傳感器Dl和第一支腿移位傳感器Cl，第二調(diào)平支腿B2上安裝有第二支腿壓力傳感器D2和第二支腿移位傳感器C2，第三調(diào)平支腿B3上安裝有第三支腿壓力傳感器D3和第三支腿移位傳感器C3，第四調(diào)平支腿B4上安裝有第四支腿壓力傳感器D4和第四支腿移位傳感器C4 ；
[0035]第一支腿壓力傳感器D1、第二支腿壓力傳感器D2、第三支腿壓力傳感器D3、第四支腿壓力傳感器D4和第一支腿移位傳感器Cl、第二支腿移位傳感器C2、第三支腿移位傳感器C3、第四支腿移位傳感器C4的信號輸出端與調(diào)平控制器M的信號輸入端電連接，第一支腿驅(qū)動機構(gòu)Al、第二支腿驅(qū)動機構(gòu)A2、第四支腿驅(qū)動機構(gòu)A4、第四支腿B4驅(qū)動機構(gòu)的信號輸入端與調(diào)平控制器M的控制信號輸出端連接。
[0036]第一支腿驅(qū)動機構(gòu)Al與第一調(diào)平支腿BI連接、第二支腿驅(qū)動機構(gòu)A2與第二調(diào)平支腿B2連接、第三支腿驅(qū)動機構(gòu)A3與第三調(diào)平支腿B3連接、第四支腿B4驅(qū)動機構(gòu)與第四調(diào)平支腿B4連接；四個支腿驅(qū)動機構(gòu)于四個支腿之間分別采用液壓連接或者機械連接。
[0037]第一、第二、第三、第四調(diào)平支腿用于支撐車載平臺，第一支腿移位傳感器Cl用于采集第一調(diào)平支腿BI的移位數(shù)據(jù)并反饋給調(diào)平控制器M、第二支腿移位傳感器C2用于采集第二調(diào)平支腿B2的移位數(shù)據(jù)并反饋給調(diào)平控制器M、第三支腿移位傳感器C3用于采集第三調(diào)平支腿B3的移位數(shù)據(jù)并反饋給調(diào)平控制器M、第四支腿移位傳感器C4用于采集第四調(diào)平支腿B4的移位數(shù)據(jù)并反饋給調(diào)平控制器M ;雙軸水平傳感器S用于測量出各支腿之間的水平度偏差，從調(diào)平控制器M可核算出各支腿需要繼續(xù)補償?shù)闹纫莆恢?；調(diào)平控制器M用于接收第一、第二、第三、第四支腿移位傳感器采集來的移位數(shù)據(jù)并根據(jù)結(jié)果分析移位數(shù)據(jù)，第一支腿驅(qū)動機構(gòu)Al用于驅(qū)動第一調(diào)平支腿B1、第二支腿驅(qū)動機構(gòu)A2用于驅(qū)動第二調(diào)平支腿B2、第三支腿驅(qū)動機構(gòu)A3用于驅(qū)動第三調(diào)平支腿B3、第四支腿驅(qū)動機構(gòu)A4用于驅(qū)動第四調(diào)平支腿B4，第一、第二、第三、第四支腿壓力傳感器用于采集四個支腿的壓力值。
[0038]如圖2所示本發(fā)明的調(diào)平控制流程為，首先開始啟動，調(diào)平控制器M控制第一、第二、第三、第四驅(qū)動機構(gòu)啟動第一、第二、第三、第四支腿B4，快速伸出四個支腿，調(diào)平控制器M判斷有無監(jiān)測到壓力傳感器信號，如果沒有監(jiān)測到壓力傳感器信號則重復快速伸出四個支腿，如果監(jiān)測到壓力傳感器信號，則停止動作3S，3S時間到后(即車載平臺穩(wěn)定后，各傳感器數(shù)據(jù)穩(wěn)定后)由調(diào)平控制器M分析數(shù)據(jù)后計算四個支腿的預(yù)伸長度并且根據(jù)預(yù)伸長度計算支腿預(yù)伸速度，根據(jù)伸腿速度發(fā)射四個支腿，調(diào)平控制器M根據(jù)四個移位傳感器采集的數(shù)據(jù)分析判斷支腿有沒有伸到位，如果沒有伸到位則重新發(fā)射支腿，如果支腿已經(jīng)伸到位則停止動作3S，時間到后調(diào)平控制器M根據(jù)各傳感器的信號分析判斷調(diào)平精度是否在要求的范圍內(nèi)，如果已經(jīng)符合要求則結(jié)束調(diào)平操作，如果沒有滿足調(diào)平精度要求則調(diào)平次數(shù)加I (調(diào)平控制器M內(nèi)部程序設(shè)置有記錄調(diào)平次數(shù)的參數(shù))之后判斷調(diào)平次數(shù)是否大于3次，如果大于3次則停止調(diào)平，如果調(diào)平次數(shù)不大于3次則重新計算四個支腿的預(yù)伸長度，重新進行調(diào)平操作。[0039]現(xiàn)結(jié)合如圖3詳述支腿預(yù)伸長度的計算方法，如圖3所示O-XYZ為車載平臺初始狀態(tài)坐標系，0-X’ Y’ V為調(diào)平后的車載平臺坐標系，還包括車載平臺T、第一支腿B1、第二支腿B2、第三支腿B3、第四支腿B4、第一支撐點G1、第二支撐點G2、第三支撐點G3、第四支撐點G4，X軸與V之間的角度是α，Y軸與Y’軸之間的角度是β，通過數(shù)學分析，建立從平臺初始坐標O-XYZ到調(diào)平后坐標0-Χ’ Y’ V的變換矩陣為:
【權(quán)利要求】
1.一種車載平臺調(diào)平控制系統(tǒng)，其特征在于，包括調(diào)平控制器Μ、車載平臺Τ、第一支腿驅(qū)動機構(gòu)Al、第二支腿驅(qū)動機構(gòu)Α2、第三支腿驅(qū)動機構(gòu)A3、第四支腿驅(qū)動機構(gòu)Α4、第一調(diào)平支腿B1、第二調(diào)平支腿Β2、第三調(diào)平支腿Β3、第四調(diào)平支腿Β4、第一支腿壓力傳感器Cl、第二支腿壓力傳感器C2、第三支腿壓力傳感器C3、第四支腿壓力傳感器C4、第一支腿移位傳感器Cl、第二支腿移位傳感器C2、第三支腿移位傳感器C3、第四支腿移位傳感器C4、雙軸水平傳感器S ； 第一、第二、第三、第四調(diào)平支腿上分別依次安裝有第一、第二、第三、第四支腿壓力傳感器和第一、第二、第三、第四支腿移位傳感器，第一、第二、第三、第四支腿移位傳感器與調(diào)平控制器M的信號輸入端電連接，第一、第二、第三、第四支腿驅(qū)動機構(gòu)與調(diào)平控制器M的控制信號輸出端連接，第一、第二、第三、第四支腿驅(qū)動機構(gòu)分別依次與第一、第二、第三腿、第四調(diào)平支腿連接； 第一、第二、第三、第四調(diào)平支腿用于支撐車載平臺Τ，第一、第二、第三、第四支腿壓力傳感器用于采集四個調(diào)平支腿的撐地壓力，第一、第二、第三、第四支腿移位傳感器用于采集第一、第二、第三、第四調(diào)平支腿的移位數(shù)據(jù)并反饋給調(diào)平控制器Μ，調(diào)平控制器M用于接收第一、第二、第三、第四支腿壓力傳感器和第一、第二、第三、第四支腿移位傳感器采集來的移位數(shù)據(jù)并根據(jù)結(jié)果分析移位數(shù)據(jù)，第一、第二、第三、第四支腿驅(qū)動機構(gòu)分別用于驅(qū)動第一、第二、第三腿、第四調(diào)平支腿，第一、第二、第三、第四支腿壓力傳感器用于采集四個支腿的壓力值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載平臺調(diào)平控制系統(tǒng)，其特征在于，支腿預(yù)伸長度的計算公式中設(shè)置有補償長度(L)，補償長度(L)用于保證四個支腿的預(yù)伸長度都為正值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車載平臺調(diào)平控制系統(tǒng)，其特征在于，調(diào)平過程中四個支腿同時伸同時停。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車載平臺調(diào)平控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述調(diào)平控制器(M)所用型號為Rexroth公司的RC6-9/20 ； 第一、第二、第三、第四支腿移位傳感器采用型號為HYDAC公司的HLTl100-R2-K05-CAN-0950 ； 第一、第二、第三、第四支腿壓力傳感器采用型號為HUBA公司的511.941603742 ； 雙軸水平傳感器S采用型號為美國精良公司的NS-5DMG2-CXD。
5.利用權(quán)利要求1至4任一所述車載平臺調(diào)平控制系統(tǒng)進行調(diào)平控制的方法，包括以下步驟: S1、開始，系統(tǒng)初始化； S2、快速伸出四個支腿； S3、調(diào)平控制器M實時采集四個壓力傳感器的采集數(shù)據(jù)，并判斷是否檢測到壓力信號，如果沒有檢測到四個壓力傳感器的信號則返回步驟S2，如果檢測到四個壓力傳感器的信號則進入步驟S4 ； S4、停止動作3秒鐘，時間到3秒鐘后進行步驟S5，如果不到繼續(xù)等待； S5、調(diào)平控制器M根據(jù)預(yù)定規(guī)則計算四個支腿的預(yù)伸長度； S6、調(diào)平控制器M根據(jù)預(yù)伸長度計算四個支腿各自的預(yù)伸速度； S7、根據(jù)預(yù)伸速度發(fā)射四個支腿；s8、判斷四個支腿是否已經(jīng)伸到位，如果沒有伸到位則返回步驟S7，如果已經(jīng)伸到位則進入步驟S9 ； s9、停止動作3秒鐘，時間到3秒鐘后進行步驟S10，如果不到繼續(xù)等待； s10、判斷調(diào)平后的精確度是否已經(jīng)在要求的精度范圍內(nèi)，如果已經(jīng)達到要求的調(diào)平精度則直接結(jié)束調(diào)平控制；如果沒有達到精度要求，則將調(diào)平次數(shù)加I ; s11、判斷調(diào)平次數(shù)是否大于3，如果調(diào)平次數(shù)大于3則直接結(jié)束調(diào)平控制；如果調(diào)平次數(shù)不大于3，則返回步驟S5。
6.利用權(quán)利要求1至4任一所述車載平臺調(diào)平控制系統(tǒng)進行調(diào)平控制的方法，包括以下步驟: s51、控制四個支腿同時快速伸出； s52、通過每個支腿壓力傳感器采集的支腿壓力信號判斷支腿是否已經(jīng)觸地，如果經(jīng)判斷支腿沒有觸地則返回步驟SSl ;如果確認支腿已經(jīng)觸地則進入步驟SS3 ； s53、車載平臺預(yù)支撐完成且雙軸水平傳感器(S)數(shù)據(jù)平穩(wěn)后，按照“支腿預(yù)伸長度計算算法”分別計算出使 車載平臺達到水平狀態(tài)的四個支腿的預(yù)伸長度； s54、按照SS3中計算出的預(yù)伸長度，伸出四個支腿； s55、四個支腿達到目標長度后，動作停止，待水平儀數(shù)據(jù)平穩(wěn)后，判斷水平度是否滿足要求，若不滿足返回步驟SS3，如果水平度是否滿足要求則結(jié)束調(diào)平控制。
【文檔編號】B60S9/02GK103950433SQ201410114374
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】王志勇, 吳齊才, 王磊, 趙慧莉, 黃媛媛, 蘇娟, 劉海陽, 李德忠 申請人:北京航天發(fā)射技術(shù)研究所, 中國運載火箭技術(shù)研究院